Akumulator kwasowo-ołowiowy, znany również jako akumulator kwasowo-ołowiowy, to rodzaj akumulatora z elektrodami wykonanymi głównie z ołowiu i elektrolitu z roztworu kwasu siarkowego. Ogólnie dzieli się je na dwa typy: akumulatory typu otwartego i akumulatory sterowane zaworami. Ten pierwszy wymaga regularnej konserwacji wtrysku kwasu, drugi to akumulator bezobsługowy.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe to najwcześniejszy typ akumulatorów wynaleziony przez francuskiego fizyka Gastona Plante w 1859 r. Chociaż mają one bardzo niski stosunek energii do masy i niski stosunek energii do objętości, to jego zdolność do zapewniania wysokich prądów udarowych oznacza, że akumulator ma stosunkowo duży stosunek mocy do masy. Cechy te, w połączeniu z niskim kosztem, czynią je atrakcyjnymi do stosowania w pojazdach silnikowych w celu zapewnienia wysokiego prądu wymaganego do rozruchu silników.
Chociaż chemia ołowiu dojrzała, nadal jest ona powszechnie stosowana. Powodów jego popularności jest wystarczająco dużo. Kwas ołowiowy jest niezawodny i niedrogi w oparciu o koszt za wat. Prawie żaden inny akumulator nie jest w stanie zapewnić tak dużej mocy tak tanio, jak kwasowo-ołowiowy, dzięki czemu jest opłacalny w samochodach, wózkach golfowych, wózkach widłowych, statkach i zasilaczach UPS.
Konstrukcja siatki akumulatorów kwasowo-ołowiowych wykonana jest ze stopu ołowiu. Czysty ołów jest zbyt miękki, aby sam się utrzymać, dlatego dodano niewielką ilość innych metali, aby uzyskać wytrzymałość mechaniczną i poprawić parametry elektryczne. Najpopularniejszymi dodatkami są antymon, wapń, cyna i selen. Baterie te są powszechnie określane jako „antymon ołowiowy” i „wapniowo-ołowiowy”.
Dodatek antymonu i cyny może poprawić krążenie głębokie, ale zwiększy to zużycie wody i zapotrzebowanie na równowagę. Wapń może zmniejszyć samorozładowanie, ale płytki wapniowo-ołowiowe mogą powodować skutki uboczne wzrostu z powodu utleniania bramki podczas przeładowania. Nowoczesne akumulatory kwasowo-ołowiowe wykorzystują również środki domieszkujące, takie jak selen, kadm, cyna i arsen, aby zmniejszyć zawartość antymonu i wapnia.
Podczas głębokich cykli kwasowo-ołowiowy jest cięższy niż systemy na bazie niklu i litu i ma gorszą trwałość. Całkowite rozładowanie prowadzi do naprężenia, a każdy cykl rozładowania/ładowania trwale pozbawia akumulator niewielkiej ilości ładunku. Gdy akumulator jest w dobrym stanie, straty są minimalne, ale gdy wydajność spadnie do połowy pojemności nominalnej, zanikanie będzie wzrastać. Ta charakterystyka zużycia dotyczy wszystkich akumulatorów w różnym stopniu.
W zależności od głębokości rozładowania, kwas ołowiowy stosowany w zastosowaniach o głębokich cyklach może zapewnić od 200 do 300 cykli rozładowania/ładowania. Głównymi przyczynami stosunkowo krótkiego cyklu życia są korozja bramkowa na elektrodzie dodatniej, wyczerpywanie się materiałów aktywnych i rozszerzanie się płytki elektrody dodatniej. W wyższych temperaturach roboczych i przy pobieraniu dużych prądów wyładowczych zjawisko starzenia ulegnie przyspieszeniu.
Ładowanie akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest proste, ale należy przestrzegać odpowiednich limitów napięcia. Wybór niskiego limitu napięcia może zakryć akumulator, ale może prowadzić do pogorszenia wydajności i gromadzenia się siarczanów na płytce elektrody ujemnej. Ograniczenie wysokiego napięcia może poprawić wydajność, ale spowoduje korozję bramki na płycie elektrody dodatniej. Jeśli naprawa zostanie naprawiona w odpowiednim czasie, zasiarczenie można odwrócić, ale korozja jest trwała.
Kwasu ołowiowego nie można naładować szybko, a w przypadku większości typów pełne naładowanie zajmuje od 14 do 16 godzin. Akumulator musi być zawsze w pełni naładowany. Niski poziom naładowania baterii może prowadzić do zasiarczenia, co może obniżyć wydajność baterii. Dodanie węgla do elektrody ujemnej może zmniejszyć ten problem, ale może również obniżyć energię właściwą.
